KR100343519B1 - 박형 2차 전지 시험용 지그 - Google Patents

박형 2차 전지 시험용 지그 Download PDF

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Abstract

본 발명은 휴대폰에 주로 사용하는 박형 2차 전지의 성능 시험용 지그에 관한 것으로 양전극과 음전극이 한쪽방향으로 연장되어 있는 알루미늄 주머니형(aluminum pouch type) 리튬 폴리머 2차 전지 등을 전극들을 손상시키지 않으면서 그 성능을 시험 할 수 있도록 하고 유지, 보수를 용이하게 할 수 있도록 하며 가동율을 향상 시킬 수 있도록 하기 위해서 박형 2차 전지들의 전극들이 노출되도록 삽입되는 전지트레이(16)와, 이 전지트레이(16)를 수직방향으로 왕복운동 시켜주는 수단을 포함하는 고정프래임(18)과, 전극들의 양측면에서 전기적으로 접촉하는 가동형 접촉핀(20), (22)과, 이 가동형접촉핀(20), (22)을 구동시켜 주는 전자석을 포함하는 소켓(52)들로 이루어진 박형 2차 전지 시험용 지그임.
본 발명에 의한 시험용 지그는 두께가 얇고 휘어지기 쉬운 전극들을 가진 전지라고 하더라도 이를 손상시킴이 없이 전지의 성능을 정확하게 시험할 수 있는 장점이 있다.

Description

박형 2차 전지 시험용 지그{Jig for testing a thin secondary battery}
본 발명은 휴대폰에 주로 사용하는 박형 2차 전지의 시험용 지그에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 다량의 박형 2차 전지의 성능을 동시에 시험할 수 있는박형 2차 전지 시험용 지그에 관한 것이다.
종래의 박형 2차 전지 시험용 지그는 리튬이온 2차 전지처럼 외피가 금속케이스로 이루어져 있고, 양전극과 음전극이 각각 금속케이스의 위, 아래쪽에 형성된 박형 2차 전지를 시험할 수 있도록 만들어진 것이므로 근래에 상용화 되어 수요가 급증하고 있는 알루미늄 주머니형(aluminum pouch type) 리튬폴리머 2차 전지처럼 알루미늄 포일과 같은 비교적 연질의 외피를 갖는 팩 형태로 되어있고 알루미늄 박판으로 된 양전극과 음전극이 모두 동일한 방향으로 길게 연장되어 있는 박형 2차 전지용으로는 사용할 수 없는 문제점이 있었다.
본 발명의 목적은 양전극과 음전극이 한쪽 방향으로 연장 되어있는 리튬폴리머 2차 전지 등을 전극들을 손상시키지 않으면서 그 성능을 시험할 수 있는 박형 2차 전지 시험용 지그를 제공하는데 있다.
본 발명의 다른 목적은 시험할 리튬 폴리머 2차 전지와 같은 박형 2차 전지의 전극들과 전기적으로 접촉하는 핀들을 소켓속에 장착시켜 모듈화 함으로서 유지, 보수가 용이하며 가동율을 향상 시킬 수 있는 박형 2차 전지 시험용 지그를 제공하는데 있다.
도 1은 본 발명에 의한 지그의 평면도.
도 2는 본 발명에 의한 지그의 측면도.
도 3은 본 발명에 의한 지그의 정면도.
도 4는 본 발명에 적용되는 소켓의 한 형태를 보인 분해사시도.
도 5는 도 4에서 보인 소켓의 평면도.
도 6은 도 5의 I-I선 단면도.
도 7은 도 6에서 보인 소켓의 작동상태를 나타낸 종단면도.
도 8은 본 발명에 적용되는 소켓의 다른 형태를 보인 평면도.
도 9는 도 8의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도.
도 10은 도 8의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도.
도 11은 도 10에서 보인 소켓의 작동상태를 나타낸 종단면도.
본 발명에 의한 박형 2차 전지 시험용 지그는 도 1 ∼ 도 3에 예시한 바와 같이 박형 2차 전지(10)의 양전극(12)과 음전극(14)이 아래쪽으로 노출되도록 여러개의 박형 2차 전지(10)들이 삽입되는 전지트레이(16)와, 이 전지트레이(16)를 받쳐주면서 전지트레이(16)를 수직방향으로 왕복 운동시켜 주는 수단을 포함하는 고정프래임(18)과, 이 고정프래임(18) 위에서 상기 전지트레이(16)가 고정프래임(18) 쪽으로 하강할 때 박형 2차 전지(10)들의 양전극(12)과 음전극(14)을 향하여서 전기적인 힘에 의하여 움직이는 가동형 접촉핀(20), (22)들로 이루어져 있다.
전지트레이(16)에는 박형 2차 전지(10)들이 수직방향으로 삽입되는 슬로트(24)들이 형성되어 있고, 이 슬로트(24)들의 아래쪽에는 도 2와 도 3에 잘 표현된 바와 같이 박형 2차 전지(10)들의 양전극(12)과 음전극(14)이 관통하는 슬리트(26), (28)가 형성되어 있다.
고정프래임(18)의 네모서리 쪽에는 도 1에 잘 표현된 바와 같이 기둥(30)이 고정되어 있고, 이 기둥(30)들에는 도 2와 도 3에 잘 표현된 바와 같이 전지트레이 안내부재(32), (34)의 부싱(36)이 끼워져 있어서 전지트레이 안내부재(32), (34)가 기둥(30)을 따라서 위, 아래쪽으로 움직일 수 있도록 결합되어 있으며, 전지트레이 안내부재(32), (34)는 도 1 ∼ 도 3에 잘 표현된 바와 같이 고정프래임(18) 위에 고정된 에어실린더(37), (38)의 피스턴로드(40), (42)에 의해서 수직방향으로 승, 하강 할 수 있도록 되어 있다.
전지트레이 안내부재(32), (34)의 윗쪽에는 도 1과 도 3에 잘 표현된 바와 같이 돌기(44), (46)와 안내레일(48), (50)이 형성되어 있다.
전지트레이(16)의 양측 아래쪽에는 도 1과 도 3에 잘 표현된 바와 같이 한쪽이 막혀진 슬로트(52), (53)가 형성되어 있어서 전지트레이(16)는 전지트레이 안내부재(32), (34)에 있는 돌기(44), (46)와 안내레일(48), (50)을 따라서 전지트레이안내부재(32)와 전지트레이 안내부재(34) 사이로 밀어 넣거나 꺼낼 수 있도록 되어 있다.
도 4 ∼ 도 7에는 박형 2차 전지(10)의 양전극(12)과 음전극(14)을 향하여서 전기적인 힘에 의하여 움직이는 가동형접촉핀(20), (22)을 포함하는 소켓(52)의 한 형태가 예시되어 있다.
가동형접촉핀(20), (22)들은 각각 박형 2차 전지(10)의 양전극(12)과 음전극(14)의 두께보다 넓은 간격을 사이에 두고 서로 마주보는 한쌍씩의 핑거(54), (56)와 핑거(58), (60)를 가진 것으로서 핑거(54), (56), (58), (60)들의 하단부에는 나중에 설명되는 인쇄회로기판에 꽂혀지는 핀(62)이 각각 형성되어 있다.
가동형접촉핀(20)의 한쪽에 있는 핑거(54)와 다른 가동형접촉핀(22)의 한쪽에 있는 핑거(58)는 절연체(64)로 연결되어 있고, 또 가동형접촉핀(20)의 다른 한쪽에 있는 핑거(56)와 다른 가동형접촉핀(22)의 다른 한쪽에 있는 핑거(60)도 절연체(66)로 연결되어 있다.
절연체(64)와 절연체(66)에는 도 5와 도 6에 잘 표현된 바와 같이 각각 철심(68), (70)이 고정되어 있고, 철심(68), (70)은 각각 보빈(72), (74)에 끼워져 있으며, 보빈(72), (74)에는 각각 코일(76), (78)이 감겨져 있어서 전자석을 이루고 있고, 코일(76)과 코일(78)에는 각각 나중에 설명되는 인쇄회로기판에 꽂혀지는 핀(80)들이 연결되어 있다.
이와 같은 소켓(52)의 구성요소들은 박형 2차 전지(10)의 양전극(12)과 음전극(14)이 각각 관통하는 구멍(82), (84)이 형성된 상부케이스(86)와, 상기 핀(62), (80)들이 관통하는 슬로트(88)가 형성되어 있으며 상기 상부케이스(86)와 끼워맞춤되는 하부케이스(90)에 내장되어 있다.
이와 같은 소켓(52)은 도 2와 도 3에 잘 표현된 바와 같이 고정프래임(18)에 고정되어 있는 인쇄회로기판(92) 위에 일반적인 전자부품이 배치되는 것과 유사한 형태로 소켓(52)의 핀(62), (80)들이 꽂혀지고 납땜되어서 고정된다.
이와 같은 소켓(52)은 도 5와 도 6에 잘 표현된 바와 같이 코일(76), (78)에 전류가 흐르지 않는 상태에서는 가동형접촉핀(20), (22)을 이루는 핑거(54)와 핑거(56) 그리고 핑거(58)와 핑거(60)는 서로 벌어진 상태로 유지하고 있다가 도 7에 잘 표현된 바와 같이 박형 2차 전지(10)가 삽입된 전지트레이(16)가 하강하여서 양전극(12)과 음전극(14)이 상기 핑거(54)와 핑거(56) 그리고 핑거(58)와 핑거(60) 사이로 들어간 상태에서 코일(76), (78)에 전류를 공급하면 철심(68), (70)이 서로 마주보는 쪽으로 움직이게 된다.
따라서 철심(68), (70)과 절연체(64), (66)로 연결된 핑거(54)와 핑거(56) 그리고 핑거(58)와 핑거(60)는 박형 2차 전지(10)의 성능을 시험할 수 있도록 양전극(12) 및 음전극(14)과 전기적으로 접촉하게 된다.
이때 박형 2차 전지(10)의 양전극(12)과 접촉하는 핑거(54)와 핑거(56) 중 어느 한 핑거와, 음전극(14)과 접촉하는 핑거(58)와 핑거(60) 중 어느 한 핑거로는 박형 2차 전지(10)에 전류를 공급하고 나머지 다른 핑거로 부터는 박형 2차 전지(10)의 전압을 검출할 경우 전선에 전류가 흐를 때 발생되는 전압강하와 같은현상을 배제하면서 박형 2차 전지(10)의 전압을 정확하게 측정할 수 있게 된다.
도 8 ∼ 도 11에는 박형 2차 전지(10)의 양전극(12)과 음전극(14)을 향하여서 전기적인 힘에 의하여 움직이는 가동형접촉핀(20), (22)을 포함하는 소켓(52')의 변형된 형태가 예시되어 있다.
도 8 ∼ 도 11에 예시한 소켓(52')은 가동형접촉핀(20), (22)의 구동수단을 제외하고는 도 4 ∼ 도 7에 예시한 소켓(50)과 동일한 구조로 되어 있다.
소켓(52')은 도 8 ∼ 도 10에 예시한 바와 같이 코일(94)이 감겨진 원통형 보빈(96)이 가동형접촉핀(20)과 가동형 접촉핀(22) 사이에 위치되어 있고, 보빈(96)의 양쪽에는 상단부에 수평절곡부(98), (100)를 가진 가동철편(102), (104)이 서로 마주 보도록 위치되어 있으며, 한쪽 가동철편(102)의 수평절곡부(98)에는 한쪽 가동형접촉핀(20)의 핑거(54) 및 다른쪽 가동형접촉핀(20)의 핑거(58)와 접촉하는 절연체(106)가 리벳(108)으로 고정되어 있고, 다른쪽 가동철편(104)의 수평절곡부(100)에는 한쪽 가동형접촉핀(20)의 핑거(56) 및 다른쪽 가동형접촉핀(22)의 핑거(60)와 접촉하는 절연체(110)가 리벳(112)으로 고정되어 있으며, 코일(94)의 양쪽끝에는 고정프래임(18)의 인쇄회로기판(92) 위에 고정되는 핀(114)이 연결되어 있다.
이와 같은 소켓(52')은 도 8과 도 10에 잘 표현된 바와 같이 코일(94)에 전류가 흐르고 있지 않을 때는 가동형접촉핀(20), (22)을 이루는 핑거(54)와 핑거(56) 그리고 핑거(58)와 핑거(60)가 서로 벌어진 상태로 유지하고 있다가 도 11에 잘 표현된 바와 같이 박형 2차 전지(10)가 삽입된 전지트레이(16)가 하강하여서 양전극(12)과 음전극(14)이 상기 핑거(54)와 핑거(56) 그리고 핑거(58)와 핑거(60) 사이로 들어간 상태에서 코일(94)에 전류가 공급되면 가동철편(102)과 가동철편(104)이 서로 마주보는 쪽으로 움직이게 된다.
따라서 가동철편(102), (104)과 절연체(106), (110)로 연결된 핑거(54)와 핑거(56) 그리고 핑거(58)와 핑거(60)가 박형 2차 전지(10)의 성능을 시험할 수 있도록 양전극(12) 및 음전극(14)과 전기적으로 접촉하게 된다.
본 발명에 있어서, 가동형 접촉핀들의 갯수와 위치는 시험할 박형 2차 전지의 셀구성에 따른 전극의 갯수와 위치에 따라서 변경될 수 있다.
본 발명에 의한 박형 2차 전지 시험용 지그는 전지의 전극들의 양쪽 측면을 가동형 접촉핀들이 전기적으로 접촉하여서 전지의 성능을 시험할 수 있도록 한 것이므로 두께가 얇고 휘어지기 쉬운 전극이라고 하더라도 이를 손상시킴이 없이 전지의 성능을 정확하게 시험할 수 있다.
또 마모되기 쉬운 가동형 접촉핀들을 소켓 속에 장착시켜 모듈화 시킨 것이므로 유지, 보수가 용이하며 지그에 삽입되어 있는 박형 2차 전지를 개별적이며 선택적으로 시험할 수 있는 장점도 있다.

Claims (4)

  1. 박형 2차 전지들의 전극들이 노출되도록 삽입되는 전지트레이(16)와, 이 전지트레이(16)를 수직방향으로 왕복 운동시켜주는 수단을 포함하는 고정프래임(18)과, 전극들의 양측면에서 전기적으로 접촉하는 가동형접촉핀(20), (22)과, 이 가동형접촉핀(20), (22)을 구동시켜 주는 전자석을 포함하는 소켓(52)들로 이루어진 것임을 특징으로 하는 박형 2차 전지 시험용 지그.
  2. 제 1 항에 있어서, 가동형접촉핀(20), (22)이 각각 한쌍씩의 핑거(54), (56)와 핑거(58),(60)를 포함하여서 된것임을 특징으로 하는 박형 2차 전지시험용지그.
  3. 제 2 항에 있어서, 한쪽 가동형접촉핀(20)의 핑거(54) 및 다른 쪽 가동형접촉핀(22)의 핑거(58)와, 한 쪽 가동형접촉핀(20)의 핑거(56) 및 다른 쪽 가동형접촉핀(22)의 핑거(60)가 2 개의 전자석에 의해서 별도로 구동하도록 되어 있는 것임을 특징으로 하는 박형 2차 전지 시험용 지그.
  4. 제 2 항에 있어서, 한 쪽 가동형접촉핀(20)의 핑거(54) 및 다른 쪽 가동형접촉핀(22)의 핑거(58)와, 한 쪽 가동형접촉핀(20)의 핑거(56) 및 다른 쪽 가동형접촉핀(22)의 핑거(60)가 1개의 영구자석에 의해서 함께 구동하도록 되어 있는 것임을 특징으로 하는 박형 2차 전지 시험용 지그.
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